JP2002285468A - 光触媒加工繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光触媒加工繊維において、光触媒粉末を繊維に
密着させているバインダーが光触媒反応により劣化する
ことで引き起こされる光触媒粉末の脱落を抑制し、光触
媒が効率的に機能できるようにする。 【解決手段】粒子径が０．１μｍ以上２０μｍ以下で、
光活性成分の表面の一部が光不活性な無機化合物でコー
ティングされた光触媒粉末と、該光触媒粉末を繊維に密
着させるバインダーとして分子量が５０００以上の高分
子を組み合わせて使用することで、光触媒反応によるバ
インダーの劣化を抑制し、耐久性に優れ、光触媒反応活
性に優れた光触媒加工繊維を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒を保持した繊
維製品に関し、更に詳しくは、カーテン、壁紙、壁材、
衣服などの生地、衛生材料などに光触媒が保持されるこ
とで消臭効果、抗菌効果が発揮される光触媒加工繊維に
関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来光触媒を担持する繊維は、光触媒を担
持する方法として、スパッタリングや光触媒をコロイド
溶液として浸漬させる方法、ディップニップ方式で付着
させる等の様々な方法が用いられているが、これらは繊
維に直接光触媒を担持させたものであるから、剥離、粉
落ち等が生じてしまい、長期にわたって繊維に担持する
ことが困難なものとされている。

【０００３】繊維に光触媒を練り込む方法を用いた場
合、光触媒が担持される期間がある程度長くなるもの
の、その方法は手間がかかるものであり簡便に製造する
ことができないという問題があった。さらにこの方法で
は、光触媒が繊維中に埋没してしまい、触媒性能を充分
に発揮できない可能性もある。

【０００４】さらに光触媒をバインダー成分と混合して
コーティングする方法があるが、従来は光触媒の分散性
を向上するために、できるだけ粒子径が小さい光触媒微
粒子を使用しているので、この光触媒微粒子を繊維と密
着させるために低分子量のバインダー樹脂が使用されて
いる。しかしこの従来の方法では光触媒と繊維との密着
性能は確保できるが、光触媒の活性によってバインダー
樹脂を急激に劣化させてしまうという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術における問題点を解決し、光触媒と繊維の密着性が保
たれ、かつ、光触媒によるバインダー樹脂の劣化を抑制
することで、消臭効果、抗菌効果が持続する、耐久性に
優れた光触媒加工繊維を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、光触媒
粉末を加工担持した繊維において、光触媒粉末が光活性
成分の表面の一部に光不活性成分をコーティングした平
均粒子径が０．１μｍ以上２０μｍ以下の粉末からな
り、該光触媒粉末をバインダー成分として平均分子量が
５０００以上の樹脂を使用して繊維に固定してなること
を特徴とする光触媒加工繊維を内容とする。

【０００７】本発明の第二は、光活性成分が二酸化チタ
ンからなりかつ該二酸化チタンの一部または全部がアナ
ターゼ型の結晶構造を持ち、光不活性成分が無機化合物
からなる光触媒粉末を用いたことを特徴とする請求項１
記載の光触媒加工繊維を内容とする。

【０００８】本発明の第三は、分子量５０００以上のポ
リエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹
脂の内の１種類以上の樹脂を、水に分散または溶解した
バインダーを用いて加工されたことを特徴とする請求項
１記載の光触媒加工繊維を内容とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、光触媒粉末が平均分子
量５０００以上の高分子からなるバインダー樹脂により
固着された光触媒加工繊維シートであって、この光触媒
粉末の光活性成分の表面の一部が、光不活性成分でコー
ティングされていることを特徴とする光触媒加工繊維に
ある。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
使用する繊維としては、特に制限はなくいずれの繊維で
も使用することができ、木綿、絹、麻、羊毛等の天然繊
維、レーヨン、ベンベルグ、アセテート等の再生もしく
は半合成繊維、および、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リアクリルニトリル、ポリプロピレン等の合成繊維、な
らびにこれらの繊維を混用したものが使用可能である。

【００１１】本発明では光触媒として、光活性成分の表
面の一部が光不活性成分で覆われた光触媒粉末を用い
る。このとき低分子量のバインダーを用いると、硬化前
のバインダー分子が光触媒粒子の細孔に浸透して光活性
成分表面まで覆うようになり、光触媒活性を阻害した
り、バインダー自身が光触媒反応を受けて劣化するよう
になる。本発明によれば、粒子径が０．１μｍ以上の光
触媒粉末と、バインダー成分として分子量５０００以
上、より好ましくは１００００以上の高分子を使用する
ことで、バインダー成分が光触媒粉末の細孔にまで浸透
するのを抑制し、光触媒粉末の表面の光不活性成分とバ
インダーが接着しやすくなることで、光触媒反応による
バインダーの分解が原因となっている光触媒粉末の脱落
を防止する。

【００１２】さらにバインダー成分として分子量が５０
００以上の高分子を使用することでバインダーが網目状
に結合し分子間に隙間ができるため、バインダー層の中
に埋没した光触媒へのガスの拡散を良好に保つ効果も得
られる。

【００１３】このようなバインダーとしては、ポリエス
テルやアクリル、ポリウレタンなどの高分子に、水溶性
の分子を付加することで該高分子を水に分散できるよう
にしてエマルジョン化したものを挙げることができる。

【００１４】本発明で使用する光触媒粉末としては、ア
ナターゼ型二酸化チタンを光触媒成分として、この微粒
子表面の一部にアパタイトやシリカなどを付着させたも
のを挙げることができる。このとき光触媒粉末の粒子径
があまり小さいものはバインダーの網目を抜け落ちてし
まうことになるため、０．１μｍ以上が適当である。ま
た粒子径が大きくなり過ぎると、光触媒粉末が効率良く
使用されなくなるため、２０μｍ以下が適当である。

【００１５】光触媒の加工量は求める触媒性能や加工す
る繊維の種類によって選択する必要があるが、充分な光
触媒活性を得るためには、光触媒粉末量として繊維重量
に対しておおよそ０．０１重量％以上、より好ましくは
０．２重量％以上付着するようにすべきである。加工量
の上限については、加工量を増やせば光触媒効果も強く
なるが、効率良く使われない部分が生じたり、コストの
上昇、繊維製品の風合いの変化などの問題が生じるた
め、おおよそ２０重量％が上限の目安である。

【００１６】バインダー成分と光触媒粉末の比率につい
ても、個々の製品に対して調整すべきであるが、充分な
密着性を確保しかつ風合いを維持するためには、光触媒
粉末重量１に対してバインダー成分の重量はおおよそ
０．２から５の範囲にすべきである。

【００１７】

【実施例】以下に実施例を示し本発明のさらに詳細な説
明を行うが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。

【００１８】水溶性を付与したポリエステル系樹脂（平
均分子量２００００）を水に分散したバインダーと、二
酸化チタン粒子の表面の一部にアパタイトをコーティン
グした光触媒粉末を水に分散した光触媒スラリーを混合
し、さらに水で希釈することで光触媒加工液を調製し
た。この加工液中の光触媒固形分は２重量％、バインダ
ーの固形分は２重量％とした。この加工液に、１０ｃｍ
四方の布地（ポリエステル繊維１００％、重量１．５
ｇ）を浸漬し、該加工液が０．５ｇ含まれるように絞
り、約８０℃の温風で乾燥後、約１２０℃で２分間熱処
理して実施例１となる光触媒加工繊維Ａを得た。

【００１９】比較例１として、粒子径が０．１μｍ以下
のアナターゼ型酸化チタン粉末を水に分散したスラリー
と、分子量５０００以下のアクリルモノマーを主成分と
するアクリル系樹脂バインダーを混合し、さらに水で希
釈することで光触媒加工液を調製した。この加工液中の
光触媒固形分は２重量％、バインダーの固形分は２重量
％とした。この加工液に、１０ｃｍ四方の布地（ポリエ
ステル繊維１００％、重量１．５ｇ）を浸漬し、該加工
液が０．５ｇ含まれるように絞り、約８０℃の温風で乾
燥後、約１２０℃で２分間熱処理して比較例１となる光
触媒加工繊維Ｂを得た。

【００２０】これらの光触媒加工繊維Ａ、Ｂから５ｃｍ
四方の大きさの試料ａ、ｂを切り出し、それぞれを１０
ｍｇ／Ｌメチレンブルー水溶液が３０ｍｌ入ったシャー
レの中に入れ、２０Ｗのブラックライト２本を並行に設
置した紫外線光源の下に置き、メチレンブルーが脱色し
てゆく状態を目視で観察した。このときブラックライト
表面から試料までの距離は約５ｃｍとした。

【００２１】約３時間後に試料ａが入ったシャーレのメ
チレンブルーがほぼ完全に脱色した。さらに５時間後に
は、試料ｂの入ったシャーレのメチレンブルーがほぼ完
全に脱色した。

【００２２】さらに、光触媒加工繊維Ａ、Ｂから５ｃｍ
四方の大きさの試料を切り出しそれぞれ試料ｃ、ｄとし
た。この試料ｃ、ｄを、２０Ｗのブラックライト２本を
並行に設置した光源の下に並べて置き、紫外線を１００
時間照射し続けた。このときブラックライト表面から試
料までの距離は約２ｃｍとした。その後、それぞれを１
０ｍｇ／Ｌメチレンブルー水溶液が３０ｍｌ入ったシャ
ーレの中に入れ、２０Ｗのブラックライト２本を並行に
設置した紫外線光源の下に置き、メチレンブルーが脱色
してゆく状態を目視で観察した。このときブラックライ
ト表面から試料までの距離は約５ｃｍとした。

【００２３】試料ｃが入ったシャーレでは、約４時間後
にメチレンブルーがほぼ完全に脱色した。試料ｄが入っ
たシャーレでは、８時間後においてもメチレンブルーの
色が薄く残っていた。

【００２４】これらのことから，本発明による光触媒加
工繊維は、従来の光触媒加工繊維に比べ初期の光触媒活
性が高く、かつ紫外線照射後の耐久性にも優れているこ
とが示された。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、粒子径が
０．１μｍ以上で、光活性成分の表面の一部に無機化合
物からなる光不活性成分をコーティングした光触媒粉末
を使用し、該光触媒粉末を分子量が５０００以上の高分
子をバインダーとして繊維に加工することで、光触媒に
よるバインダーの劣化を抑制し、かつ光触媒粉末が効率
良く機能できる光触媒加工繊維を提供できる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C080 AA07 BB02 BB05 CC01 HH05 JJ05 KK08 LL05 MM02 NN06 NN26 NN30 QQ03 4G069 AA03 AA08 BA02A BA04A BA04B BA16A BA16B BA48A CA17 CD10 DA05 EA03X EB18X EC22X EE01 FA03 FB15 FB23 4L031 BA09 DA12 DA13 4L033 AC10 CA50 CA70 DA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光触媒粉末を加工担持した繊維におい
   て、光触媒粉末が光活性成分の表面の一部に光不活性成
   分をコーティングした平均粒子径が０．１μｍ以上２０
   μｍ以下の粉末からなり、該光触媒粉末をバインダー成
   分として平均分子量が５０００以上の樹脂を使用して繊
   維に固定してなることを特徴とする光触媒加工繊維。
2. 【請求項２】 光活性成分が二酸化チタンからなりかつ
   該二酸化チタンの一部または全部がアナターゼ型の結晶
   構造を持ち、光不活性成分が無機化合物からなる光触媒
   粉末を用いたことを特徴とする請求項１記載の光触媒加
   工繊維。
3. 【請求項３】 分子量が５０００以上のポリエステル系
   樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂の内の１種
   類以上の樹脂を、水に分散または溶解したバインダーを
   用いて加工されたことを特徴とする請求項１記載の光触
   媒加工繊維。